纳米氧化铝改性聚酯亚胺无溶剂浸渍漆及性能研究

论文摘要

有机-无机纳米复合材料综合了有机物和无机物各自的优点,在力学、热学、光学、电磁学及生物学等方面具有许多优异的性能,已经成为国内外新型复合材料研究的热点。聚酯亚胺树脂作为一种具有耐热性强、耐辐照性能好、低温固化快、贮存稳定,综合性能好等优点的新型浸渍树脂,已在电子电气等产业中得到广泛应用。但由于它耐电晕性差,限制了其在高压电机及变频调速电机系统中的应用。鉴于有机-无机纳米复合材料在聚合物材料改性方面的重要作用,为了获得良好的电学性能,尤其是耐电晕性能,合成并测试了纳米氧化铝杂化聚酯亚胺树脂。本文采用溶胶-凝胶法制得的铝溶胶,并用活性溶剂替代法制得活性氧化铝溶胶,掺杂到聚酯亚胺无溶剂浸渍漆基体中,制备出杂化聚酯亚胺无溶剂浸渍漆,并与直接粉末掺杂浸渍漆膜作了对比试验。利用耐电晕测试装置、耐击穿测试装置、耐局部放电起始电压测试装置、介电谱仪、扫描电子显微镜、热分析仪、流变仪、傅立叶变换红外光谱仪对漆膜的电学性能、表面形貌、微观结构及热学性能进行了测试和表征,并对结果进行了分析。试验表明,采用活性氧化铝溶胶替代法制得的漆膜与直接粉末掺杂的浸渍漆膜的SEM相比较,前者氧化铝具有更均匀的纳米一次结构,并且具有更优秀的耐热性、介电、耐电晕等性能,其中15%氧化铝理论掺杂的两种试样,具有突出的耐电晕性,较为掺杂样品提高了将近8倍。采用活性氧化铝溶胶掺杂体系的漆膜比纳米氧化铝粉体掺杂的样品具有比较高的相对介电常数,介电损耗在10%以内掺杂样品的实验结果相差不大,但是活性溶剂替代法15%理论掺杂试样的介电损耗增高较大。通过流变仪所测的结果表明,两种不同制备方法所得到的掺杂漆液相差较大,活性氧化铝溶胶替代法制得的漆液粘度更小具有更好的使用性能,同时随着掺杂比例的提高,粘度均有所上升,但是活性氧化铝溶胶替代法制得的漆液黏度变化较小。通过热分析所的结果表明,具有一定掺杂比例的漆膜与纯膜比较,初始分解温度基本没有变化,但是最大分解速率温度有一定的提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究意义
• 1.2 国内国际研究进展
• 1.2.1 不饱和聚酯简介及发展现状
• 1.2.2 无溶剂绝缘浸渍树脂的应用
• 1.2.3 聚酯亚胺简介及发展现状
• 1.2.4 变频电机绝缘材料失效分析
• 1.2.5 耐变频绝缘材料的研究现状
• 1.3 纳米复合材料制备方法及其性质
• 1.3.1 纳米材料简介
• 1.3.2 纳米技术在绝缘材料中的应用
• 1.3.3 纳米材料制备方法
• 1.3.4 研究内容
• 第2章 实验原料与实验方法
• 2.1 实验原理
• 2.1.1 溶胶-凝胶法制备纳米氧化铝
• 2.1.2 聚酯亚胺合成的一般原理
• 2.1.3 纳米掺杂原理及方法分析
• 2.2 主要原料及设备
• 2.2.1 主要原料
• 2.2.2 仪器设备
• 2.2.3 原料的处理
• 2.2.4 纳米掺杂树脂的制备及固化
• 2.2.5 改性树脂的制备
• 2.2.6 试样的后处理
• 2.2.7 杂化树脂制备过程中的影响因素
• 2.3 测试试样的制备方法
• 2.3.1 SEM 测试用试样的制备
• 2.3.2 TGA 测试用试样的制备
• 2.3.3 介电损耗测试用试样的制备
• 2.3.4 耐电晕测试用试样的制备
• 2.3.5 聚酯亚胺掺杂体系的流变性试验
• 2.3.6 红外测试用试样的制备
• 2.4 本章小结
• 第3章 试样的测试及分析
• 3.1 扫描电镜（SEM）表征与分析
• 3.2 耐电晕测试及分析
• 3.2.1 局部放电理论
• 3.2.2 耐电晕测试及分析
• 3.3 相对介电常数及损耗的测试与分析
• 3.3.1 介电理论
• 3.3.2 介电常数和损耗的测试
• 3.4 热失重分析
• 3.5 FTIR 测试及分析
• 3.6 粘流态测试与分析
• 3.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢